اهن الات

اهن الات

اسلاید 1: به نام خدای بخشندهفلزات پر کاربرد در صنعت(مشخصات دمای ذوب کاربرد )نکته: این قسمت اول در باره فلزات و الیاژ ها در قسمت دوم هست

اسلاید 2: اهنمشخصات :هن با نماد شیمیایی Fe (به لاتین: Ferrum)، نام یک عنصر شیمیایی با عدد اتمی ۲۶ و چگالی ۷۸۷۴kg/m۳ است. آهن یک فلز است که در نخستین دورهٔ فلزهای واسطه جای دارد. آهن از دیدگاه جرم، بزرگترین عنصر سازندهٔ کرهٔ زمین است. آهن اصلی‌ترین عنصر سازندهٔ هستهٔ بیرونی و درونی زمین و چهارمین عنصر متداول در پوسته‌است. فراوانی آهن در سیاره‌های زمین‌سان و دیگر کره‌های سنگی مانند ماه، به خاطر پدیدهٔ همجوشی هسته‌ای در ستاره‌ها است به این معنی که در پروسهٔ همجوشی، آهن آخرین عنصری‌است که با آزادسازی انرژی، پیش از فروپاشی انفجاری آن ستاره به صورت یک نو اختر یا ابرنواختر، و پراکندن آهن در فضا، ایجاد می‌شود.در حدود ۱٬۴۰۰ پیش از میلاد، از ساخته‌های آهنی در قلمرو هیتی‌ها در ارمنستان کنونی استفاده می‌شد که این به عنوان نخستین شواهد مصرف این عنصر است.[۵]مانند دیگر عناصر گروه ۸؛ روتنیم و اوسمیوم، آهن نیز در طیف گسترده‌ای از حالت‌های اکسیداسیون یافت می‌شود؛ از ۲- تا ۶، هرچند که اکسایش ۲ و ۳ متداول‌ترین هستند. سرچشمهٔ عنصری آهن در شهاب‌سنگ‌ها و سایر محیط‌های کم اکسیژن است، اما نسبت به اکسیژن و آب دارای واکنش‌است. سطح آهن تازه سطحی نقره‌ای-خاکستری درخشان به نظر می‌رسد، اما در هوای عادی اکسیده می‌شود تا به صورت اکسید آهن هیدرات شده درآید، که معمولاً به عنوان زنگ شناخته می‌شود. بر خلاف دیگر فلزات که لایه‌های اکسید سطح، درون قطعه فلز را (در برابر زنگ‌زدگی) رویینه می‌سازند، لایهٔ اکسید آهن، با ادامهٔ نفوذ و اشغال حجم بیشتری از فلز، و در نتیجه پوسته پوسته شدن و سوا شدن، سطح تازه‌ای را در معرض خوردگی قرار می‌دهد.

اسلاید 3: ویژگی ها:اهن دارای سطح صاف و نقره‌ای براق مایل به رنگ خاکستری‌ست اما وقتی در هوا با اکسیژن ترکیب می‌شود به رنگ قرمز یا قهوه‌ای در می‌آید که به آن‌ها اکسید دارای ترکیبات آهن یا زنگ گفته می‌شود. کریستال‌های خالص آهن نرمه (نرم‌تر از آلومینیوم) و با اضافه کردن مقدار کمی ناخالصی مانند کربن مقدار قابل توجهی تقویت می‌شود. مقادیر مناسب و کمی (تا چند درصد) از فلزات دیگر و کربن، تولید فولاد می‌کند که می‌تواند ۱۰۰۰ بار سخت‌تر از آهن خالص باشد.Fe۵۶ سنگین‌ترین ایزوتوپ پایدار (تولید شده توسط فرایند آلفا در نکلئوسنتز استلار) است که با عناصر سنگین‌تر از آهن و نیکل برای تشکیلشان به سوپر نوا احتیاج دارند. آهن فراوان‌ترین عنصر در غول‌های قرمز است، و فراوان‌ترین فلز در شهاب‌سنگ‌ها و در هستهٔ فلزی متراکم در سیاراتی مثل زمین است.این تخته سنگ ۲۱۰۰ میلیون ساله که از سنگ رسوبی سیاه و رگه‌های آهن درست شده از سنگ‌های معادن آمریکای شمالی است و در موزهُ ملی زمین‌شناسی و معدن شهر درسدن آلمان نگهداری می‌شود. وزن این سنگ با ابعاد ۳×۲×۱ متر ۸٫۵ تن است.آهن خالص فلز است، اما به ندرت در این شکل روی سطح زمین یافت می‌شود زیرا در حضور اکسیژن و رطوبت به آسانی اکسیده می‌شود. به منظور به دست آوردن فلز آهن، اکسیژن باید از سنگ معدن‌های طبیعی توسط کاهش شیمیایی حذف شود – به‌طور عمده از سنگ آهن از سنگ Fe2O3 توسط کربن در درجه حرارت بالاست. خواص آهن را می‌توان با تولید آلیاژهایی از آن با استفاده از فلزات متنوع گوناگون (و بعضی غیر فلزها به ویژه کربن و سیلیکون) اصلاح نمود و فولادها را ایجاد کرد. هستهٔ اتم‌های آهن تقریباً دارای بالاترین انرژی‌های اتصال در هر نکلئون است و تنها ایزوتوپ Ni62 دارای انرژی بیشتر از آن است. هرچند فراوان‌ترین نوکلید پایدار همان Fe56 است، این آهن از طریق همجوشی هسته‌ای در ستاره‌های شکل گرفته‌است و اگرچه اندکی انرژی کمتر نیز از طریق سنتز کردن نیکل ۶۲ نیز استخراج می‌گردد. شرایط در ستارگان برای ایجاد این فرایند مناسب نیست. توزیع عنصر آهن بر روی زمین بسیار بیشتر از نیکل است و احتمالاً در تولید عنصر از طریق سوپر نوا نیز همین‌طور است. آهن (آهن Fe+۲، یون فروس) عنصر ردیابی لازمی‌ست که تقریباً تمام موجودات زنده از آن استفاده می‌کنند. تنها استثناهای این موضوع چندین موجود زنده‌ای هستند که در محیط‌های فقیر از نظر آهن زندگی می‌کنند و به گونه‌ای تکامل یافته‌اند که عناصر گوناگونی را در فرایندهای متابولیکشان مورد استفاده قرار دهند مثل منگنز به جای آهن برای تجزیه یا هموسیانین به جای هموگلوبین. آنزیم‌های حاوی آهن معمولاً دارای گروه‌های هموپروستاتیک هستند که در تجزیهٔ واکنش‌های اکسیداسیون در زیست‌شناسی و در انتقال تعدادی از گازهای حل شدنی شرکت می‌کنند.

اسلاید 4: نقرهمشخصات : نقره یا سیم یک عنصر شیمیایی با علامت Ag است. نقره فلزی نرم، سفیدرنگ، براق و جذاب است که در بین تمام عناصر، بالاترین میزان رسانایی الکتریکی و در بین تمام فلزات بیشترین میزان رسانایی گرمایی را دارد. نقره در طبیعت هم به صورت خالص و هم به صورت آلیاژ طبیعی همراه با طلا و دیگر فلزات و هم در برخی سنگ‌های معدنی یافت می‌شود. بیشترین تولید نقره جهان به عنوان جانبی از استخراج مس، نیکل، سرب و روی به دست می‌آید.نقره یکی از فلزات گران‌بها به‌شمار می‌رود و بیشتر کاربردهای آن نیز ناشی از قابلیت‌های آن به عنوان یک فلز گران‌بها و همچنین قابلیت رسانایی بالای آن است. در سال‌های اخیر بیشترین مصرف نقره به ترتیب در بخش صنعت (به ویژه صنایع الکترونیک) ، ساخت جواهرات و لوازم تزئینی، تولید سکه و مدال، عکاسی و ساخت ظروف و لوازم غذاخوری بوده‌است. از دیگر کاربردهای نقره می‌توان به ساخت آینه و دوربین، به عنوان کاتالیزور فرایندهای شیمیایی، ملغمه پرکردن دندان و ساخت برخی سازهای موسیقی اشاره کرد. ضمن اینکه سکه‌ها و شمش‌های نقره برای سرمایه‌گذاری و به عنوان پناه امن سرمایه به‌کار می‌روند.تولید جهانی نقره در سال ۲۰۱۰ بیش از ۲۲ هزار تن بوده که بیشتر از ۵ برابر تولید طلاست. بهای این فلز هم در ماه مارس ۲۰۲۰ بیش از ۱۹ دلار برای هر اونس معادل بیش از ۲ میلیون تومان برای هر کیلوگرم بوده‌است که تقریباً یک هفتادم بهای طلاست. در طول یکصد سال اخیر قیمت نقره از یک پانزدهم تا یک صدم قیمت طلا متغیر بوده‌است.مکزیک با ۴۵۰۰ تن بزرگترین تولیدکننده نقره جهان است و پرو و چین با اختلاف کمی پس از آن قرار می‌گیرند. در سال ۲۰۱۰ استرالیا، شیلی، بولیوی، آمریکا، لهستان، روسیه و آرژانتین به ترتیب در رتبه‌های چهارم تا دهم تولید نقره قرار دارند.[۲]

اسلاید 5: ویزگی ها : بیشتر کاربردهای نقره به قابلیت‌های آن به عنوان یک فلز گران‌بها و همچنین توانایی رسانایی الکتریکی و گرمایی فوق‌العادهٔ آن مربوط می‌شود. بیشترین کاربرد نقره در صنعت به ویژه صنایع الکترونیک است. مصرف نقره در صنعت رو به افزایش است و در سال ۲۰۱۰ با ۲۰٬۷ درصد افزایش نسبت به سال قبل به ۴۸۷ میلیون اونس تروآ رسیده و انتظار می‌رود در سال ۲۰۱۱ هم افزایش داشته و رکورد ۴۹۱ میلیون اونس سال ۲۰۰۸ را بشکند.مصرف نقره در ساخت جواهرات در ده سال اخیر بین ۱۵۸ تا ۱۷۴ میلیون اونس (۲۰۰۱) متغیر بوده‌است. نقره مرسوم در جواهرسازی نقره استرلینگ نام دارد و آلیاژی از ۹۲.۵ درصد نقره و ۷.۵ درصد مس است. مصرف این فلز برای ضرب سکه و مدال هم رو به افزایش است و به ۱۰۱ میلیون اونس در سال ۲۰۱۰ رسیده‌است.در بازار سرمایه‌گذاری هم با توجه به روند رو به رشد قیمت این فلز میزان نقره خریداری شده توسط سرمایه‌گذاران ۱۷۸ میلیون اونس بیشتر از نقره‌های فروخته شده آن‌ها بوده‌است و تولیدکنندگان نقره برای پاسخ به این تقاضا حدود ۶۱ میلیون اونس از تولیدات انبار شده سال‌های گذشته خود را هم به فروش رسانده‌اند.[۲]مصرف نقره در عکاسی در گذشته یکی از کاربردهای عمده این فلز را تشکیل می‌داد اما با ورود سیستم دیجیتال عکاسی در سال‌های اخیر کاهش چشمگیری داشته‌است. در سال ۱۹۹۸ حدود ۳۱ درصد عرضه نقره جهان در صنعت عکاسی مصرف شد اما این رقم در سال ۲۰۰۷ به ۱۴٫۵ درصد و در سال ۲۰۱۰ به حدود ۷ درصد معادل ۷۳ میلیون اونس کاهش یافته‌است. استفاده از نقره در عکاسی به صورت نیترات نقره و هالیدهای نقره است. دیگر کاهش چشمگیر مصرف نقره هم در بخش ظروف و لوازم غذاخوری بوده که در طول نه سال اخیر به کمتر از نصف کاهش پیدا کرده و از ۱۰۶ میلیون اونس در سال ۲۰۰۱ به ۵۰ میلیون اونس (کمتر از ۵ درصد) رسیده‌است، این کاهش هم بیشتر به کاهش تقاضا در هندوستان مربوط می‌شود.نقره همچنین به عنوان کاتالیزور فرایندهای شیمیایی نیز استفاده شده و در ساخت برخی ابزارهای جراحی نیز کاربرد دارد. ملغمه‌هایی (آمالگام) که در دندان‌پزشکی برای پر کردن دندان از آن‌ها استفاده می‌شود هم معمولاً ترکیبی از نقره و فلزهای دیگری همچون قلع و طلا با جیوه هستند. نقره در ساخت برخی سازهای بادی باکیفیت به ویژه فلوت‌ها، تولید آلیاژهای لحیم‌کاری و همچنین در راکتورهای هسته‌ای نیز کاربرد دارد.

اسلاید 6: آینه‌های معمولی با پوشاندن شیشه با لایه‌ای از آلومینیوم یا جیوه تولید می‌شوند اما آینه‌هایی که قدرت انعکاس بالایی دارند معمولاً با لایه‌ای از نقره در پشت آن‌ها ساخته می‌شوند.در سال ۲۰۱۰ مصرف نقره در بخش صنعت ۴۸۷ میلیون اونس، در جواهرسازی ۱۶۷ میلیون اونس، در سکه و مدال ۱۰۱ میلیون اونس، در عکاسی ۷۳ میلیون اونس، و در ظروف و لوازم غذاخوری ۵۰ میلیون اونس بوده‌است. در این سال مکزیک با ۱۲۸٫۶ میلیون اونس تولید پرو را پشت سر گذاشته و بزرگترین تولیدکننده نقره جهان شد. پرو با ۱۱۶٫۱ و چین با ۹۹٫۲ میلیون تن در رتبه‌های بعدی و استرالیا با ۵۹٫۹ میلیون تن در رتبه چهارم قرار گرفتند. شیلی، بولیوی، آمریکا، لهستان، روسیه و آرژانتین هم در رتبه‌های پنجم تا دهم تولید قرار دارند و ایران با ۳٫۴ میلیون اونس تولید در رتبه نوزدهم دنیا قرار دارد.[۲]مشخصاتجامد سفید جلا دار، شکل پذیر و نرم و چکش خوار است. در برابر اکسیداسیون مقاوم است اما در هوا وقتی ترکیب‌های گوگردی بر آن اثر بگذارد تیره می‌شود. جرم حجمی ۱۰٫۵۳ ٬نقطه ذوب ۹۶۱، نقطه جوش ۲۲۱۲ رسانایی گرمایی ۱٫۰۱ کالری بر سانتیمتر مکعب در نقطه ذوب به شدت اکسیژن را جذب می‌کند[۳]

اسلاید 7: طلاطلا یا زَر با نشان شیمیایی Au نام یک عنصر است. طلا فلزی نرم و چگال و شکل‌پذیر به رنگ زرد روشن و براق است که در مجاورت هوا و آب زنگ نمی‌زند و تیره نمی‌شود. از نظر شیمیایی، طلا فلزی واسطه است که در گروه ۱۱ جدول تناوبی جای دارد و یکی از کم واکنش‌ترین عنصرهای جامد در شرایط استاندارد است. پس می‌توان این فلز را به صورت خالص در طبیعت به صورت دانه‌ای یا تکه‌ای در میان سنگ‌ها، کانی‌های بلوری شده و مواد ته‌نشینی آبرفتی پیدا کرد. همچنین در میان کانی‌ها به صورت ترکیبی با دیگر عنصرها به ویژه تلوریم دیده شده اما فراوان نیست. نماد شیمیایی این عنصر، Au از نام لاتین آن aurum به معنی «درخشش سپیده دم» گرفته شده‌است.[۳]ارزش طلا به دلیل کمیابی آن، کاربرد پذیری آسان، تصفیه راحت، مقاومت در مقابل زنگ زدن و خوردگی، رنگ متمایز، واکنش‌ناپذیری با دیگر عناصر است؛ ویژگی‌هایی که در کمتر فلز دیگری دیده می‌شود. همچنین این فلز این قابلیت را دارد که تا حد رشته‌های بسیار کوچکی درآید که این خاصیت در ساخت جواهرات کاربرد بسیار مهمی دارد. طلا از آغاز تاریخ مکتوب بشر همواره فلزی گران‌بها و محبوب بوده‌است که برای ضرب سکه، ساخت جواهرات و کاربردهای هنری استفاده می‌شده‌است. در گذشته سیاست مالی بسیاری از کشورها بر پایه استاندارد طلا استوار بود یعنی پول هر کشوری معادل مقدار مشخصی از طلا بود. استاندارد طلا از آغاز جنگ جهانی اول در بیشتر کشورهای اروپایی و پس از آن به تدریج در کشورهای دیگر کنار گذاشته شد و سیاست پول بی‌پشتوانه جایگزین آن شد.طلا علاوه بر کاربرد سرمایه‌ای و استفاده در جواهرات کاربردهای گوناگون دیگری از جمله: دندان‌پزشکی، تولید شیشه‌های رنگی و صنایع الکترونیک دارد و با توجه به رسانایی الکتریکی بالا در سیم‌کشی الکتریکی کاربرد دارد.بر اساس برآوردها در طول تاریخ بشر تا سال ۲۰۱۲ در مجموع ۱۷۴ هزار تُن طلا استخراج شده‌است.[۴] معادل ۵٫۶ میلیارد اونس تروا و از نظر حجمی معادل ۹۲۶۱ مترمکعب (مکعبی که با اضلاع ۲۱ متری) که بر اساس برآوردها ۵۰٪ آن به صورت جواهرات، ۴۰٪ به صورت شمش‌ها و سکه‌های سرمایه‌گذاری در ذخایر طلای رسمی بانک‌های مرکزی و صندوق‌های سرمایه‌گذاری و سرمایه‌های شخصی و حدود ۱۰٪ در بخش صنعت نگهداری می‌شود.[۵]تولید جهانی طلا در سال ۲۰۱۱ حدود ۲۷۰۰ تن بود که نسبت به ۲۲۶۰ تن سال ۲۰۰۸ افزایش داشته‌است. از دهه ۱۸۸۰ تاکنون بخش بزرگی از تولید طلای دنیا در آفریقای جنوبی انجام شده‌است. در حدود نیمی از کل طلایی که تاکنون استخراج شده از آفریقای جنوبی آمده‌است و از سال ۱۹۰۵ تا ۲۰۰۷ به‌طور پیوسته همیشه این کشور در صدر فهرست تولید طلا قرار داشت. در سال ۱۹۷۰ این کشور ۱۴۸۰ تن طلا معادل ۷۹٪ کل طلا تولید جهانی را به خود اختصاص بود. سهم آفریقای جنوبی در تولید طلا در سال‌های اخیر به شدت کاهش یافته به‌طوری‌که چین در سال ۲۰۰۷ با ۲۷۶ تن بزرگترین تولیدکننده طلا شد.هند بزرگترین واردکننده طلا در دهه‌های اخیر بوده‌است که به دلیل تقاضای بالای جواهرات طلا در این کشور است. برآورد می‌شود که ۱۸ هزار تن طلا در خانه‌های هندی‌ها نگهداری می‌شود. هرچند در سال ۲۰۱۳ تقاضای طلا در چین از هند پیشی گرفت. واحد اندازه‌گیری طلا در بازار جهانی اونس تروا معادل ۳۱٫۱ گرم است. قیمت طلا در ژوئیه ۲۰۲۰ معادل ۱۸۰۰ دلار برای هر اونس بوده که معادل حدود ۵۸ هزار دلار برای هر کیلوگرم است.طلا در برابر بیشتر اسیدها پایدار است اما در تیزاب سلطانی (نیترو-هیدروکلریک اسید) حل می‌شود دلیل برگزیدن نام «تیزاب سلطانی» برای توانایی حل کردن طلا است. افزون بر این طلا در محلول‌های آلکالینی سیانور که در معدن کاری کاربرد دارد، و در جیوه با ساخت آلیاژ ملغمه هم حل می‌شود. نیتریک اسید که توان حل کردن نقره و فلزهای پایه را دارد در برابر طلا ناتوان است. این ویژگی نیتریک اسید در آزمون اسید برای شناسایی و تأیید طلا به کار می‌آید.طلا معمولاً به صورت آلیاژ همراه با فلزات دیگر استفاده می‌شود. مس رایج‌ترین فلز برای ساخت آلیاژ طلاست و گاهی از فلزات دیگری مثل نقره، نیکل، و پالادیم هم استفاده می‌شود. درصد طلای موجود در هر مصنوع فلزی به عنوان عیار طلا نامیده می‌شود که معمولاً از واحد ۲۴ یا واحد ۱۰۰۰ بیان می‌شود. مثلاً طلای ۱۸ عیار (۷۵۰) حاوی ۷۵ درصد طلاست و طلای ۹۰۰ شامل ۹۰ درصد طلاست.